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Naturkonstanten als Hauptdarsteller

Generalkonferenz (CGPM) verabschiedet Revision des Internationalen Einheitensystems

PTB-News 1.2019
07.02.2019
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Die Staaten der Meterkonvention haben auf ihrer 26. Generalkonferenz für Maße und Gewichte (CGPM) im November 2018 in Versailles eine grundlegende Revision des Internationalen Einheitensystems (SI) beschlossen. In Zukunft werden sich alle SI-Einheiten auf die festgelegten Werte von sieben ausgewählten Naturkonstanten beziehen. Die Generalkonferenz folgt damit einer Empfehlung des Internationalen Komitees für Maße und Gewichte (Comité international des Poids et Mesures, CIPM), des höchsten Expertengremiums in der Welt der Metrologie. Die Neudefinitionen werden am 20. Mai 2019, dem Weltmetrologietag, in Kraft treten.

Im neuen Internationalen Einheitensystem (SI) werden sieben Naturkonstanten als definierende Bezugsgrößen festgelegt. Die sieben Basiseinheiten – in der Grafik im äußeren Kreis angeordnet – verlieren ihre herausgehobene Stellung. (Grafik: BIPM)

Die Idee, eine Maßeinheit auf der Basis von Naturkonstanten zu definieren, ist prinzipiell nicht neu. Was bei der Definition der Sekunde mittels Atomuhren vor 50 Jahren und bei der Definition des Meters mithilfe der Lichtgeschwindigkeit vor über 30 Jahren begonnen wurde, wird nun für alle Einheiten im Internationalen Einheitensystem fortgesetzt. Vier weitere Konstanten spielen dabei die Hauptrollen: das Planck’sche Wirkungsquantum h, die Avogadrokonstante NA, die Boltzmannkonstante k und die Ladung des Elektrons e.

In den großen nationalen Metrologieinstituten fanden in den letzten Jahren aufwendige Experimente statt, um eben diese Konstanten so genau wie möglich zu messen. Und die zuvor gesetzten Zielmarken, u. a. bei den Messunsicherheiten und der Unabhängigkeit der Experimente voneinander, wurden erreicht. Die Werte der betreffenden Naturkonstanten konnten somit sehr genau festgelegt werden.

Das derart grundsätzlich überarbeitete Einheitensystem beseitigt die definitorischen Mängel des bisherigen Systems. Besonders prägnant: Das Urkilogramm und seine Kopien unterscheiden sich in ihrer Masse zum Teil um ein halbes Mikrogramm pro Jahr. Darüber hinaus hat das neue System einen entscheidenden Vorteil: Naturkonstanten gelten prinzipiell an jedem Ort des Universums und zu jeder Zeit. Mit ihnen wird das SI universell. Naturkonstanten bevorzugen, anders z. B. als das Urkilogramm oder der Tripelpunkt von Wasser, keine speziellen Punkte auf der jeweiligen Einheitenskala. Das SI ist damit offen für alle technologischen Innovationen, um die Einheiten zu realisieren.

Ansprechpartner

Joachim Ullrich
Präsident der PTB,
Präsident des Konsultativkomitees für die Einheiten (CCU) und Vizepräsident des Internationalen Komitees für Maße und Gewichte (CIPM)
Telefon: (0531) 592-1001
Opens window for sending emailjoachim.ullrich(at)ptb.de

Veröffentlichungen

Decisions of the 26th meeting of the General Conference of Weights and Measures, Versailles, 13–16 November 2018, wird veröffentlicht auf Opens external link in new windowhttps://www. bipm.org/en/worldwide-metrology/cgpm The International System of Units, 9th edition, Bureau international des Poids et Mesures (BIPM), wird veröffentlicht auf Opens external link in new windowhttps://www.bipm.org/en/publications/si-brochure/